（材料物理与化学专业论文）纳米复合导电材料的制备、表征及性能研究.pdf

华东师范人学2 0 0 8 届硕士学位论文 摘要 a t o ( 锑掺杂二氧化锡) 是一种n 型半导体，具有优良的光学和电学性质。可 以作为抗静电材料广泛应用于涂料、化纤、造纸、包装、建筑材料等方面，显示 出比其他导抗静电材料( 如石墨、表面活性剂、金属粉) 更大的优越性。此外，在 光电显示器件、透明电极、太阳能电池、隔热窗、催化等领域都有着广泛的应用。 纳米复合材料是材料科学发展的趋势，其中，核一壳结构的材料由于具备多种性 能，且性能可调控，一直是一个研究的热点。本论文分别以一f e 2 0 3 、s i 0 2 及 n i f e 2 0 4 为基体，制备了具有a t o 导电包覆层的复合导电材料，并研究了材料的 导电、光学及磁学性能。主要研究结果如下： 1 q - f e 2 0 3 a t o 复合导电颜料的制备及导电性能研究 以f e c l 3 为原料，制备出粒径为l o o n m 单分散的q f e 2 0 3 粒子；以q f e 2 0 3 粒子为核，用c o ( n h 2 ) 2 作为沉淀剂，在q f e 2 0 3 粒子表面均相沉淀出a t o 纳米 颗粒，制备出具有核一壳结构的q f e 2 0 3 a t o 复合导电颜料。得出最佳制备工艺 条件为：n ( s b ) n ( s n ) = 1 0 9 6 ，包覆量为7 0 ，7 0 0 煅烧l h 。所得复合粉体电阻率 j 最低可达8 6 7 f 2 c m 。 2s i 0 2 a t 0 浅色复合导电材料的制备及光、电性能研究 利用s t s b b e r 法制各粒径为2 5 0 h m 的单分散的s i 0 2 微粒，并以该微粒为核， 用c o ( n h 2 ) 2 作为沉淀剂，在s i 0 2 微粒表面均相沉淀出a t o 纳米颗粒，制备出具 有核一壳结构，分散性良好的s i 0 2 a t o 浅色导电粉，对其光电性能进行了研究。 所得浅色导电材料在可见光区域内有着很好的透过性，具有光致发光效应且具有 优良的导电性能。复合粉体的电阻率达到1 7 5 q c m ，在3 9 6 n m 处有一个发光峰。 3n i f e 2 0 4 a t 0 核壳结构电一磁多功能材料的制备 以溶胶凝胶法制备出n i f e 2 0 4 纳米粒子，再通过溶胶一凝胶法在其表面包覆 a t o 导电层，研究了n i f e 2 0 4 a t o 复合材料的电、磁性能。结果表明，所得复合 材料的比饱和磁化强度为1 2 5 e m u g ，电阻率较纯n i f e 2 0 4 下降了两个数量级，降 低到1 7 4k 】o c m ，导电性能得到提高。 关键词：核一壳结构，导电性，纳米，复合材料，掺锑二氧化锡( a t o ) ，a f e 。0 3 ， s i 0 2 ，n i f e 2 0 4 ，光学性质，磁性 华东师范火学2 0 0 8 届硕j ：学位论文 a b s t r a c t a t o ( a n t i m o n y d o p e dt i no x i d e ) ，w h i c hi san - t y p es e m i c o n d u c t o r , h a s e x c e l l e n to p t i ca n dc o n d u c t i v ep r o p e r t i e s i ti sw i d e l yu s e di nd o p e ，f i b e r , p a p e rm a k i n g ，p a c k a g e ，a n da r c h i t e c t u r a l m a t e r i a le ta 1 f i e l d sa s a n t i s t a t i cm a t e r i a l i th a sm o r ea d v a n t a g e sr a t h e rt h a no t h e ra n t i s t a t i c m a t e r i a l ，s u c ha sg r a p h i t e ，s u r f a c t a n t ，a n dm e t a lp o w d e r a d d i t i o n a l l y , i t i su s e di no p t o e l e c t r o n i cd i s p l a yd e v i c e ，t r a n s p a r e n te l e c t r o l y t e ，s o l a rc e l l ， h e a t a b l ew i n d o w , c a t a l y s i s n a n o c o m p o s i em a t e r i a l sa let h et e n d e n c yo f c o m p o s i t em a t e r i a l s a m o n gt h e m ，c o r e s h e l l s t r u c t u r e d c o m p o s i t e m a t e r i a l sa r ei n t e n s i v e l yi n t e r e s t e dd u et ot h e i rm u l t i - f u n c t i o na n da b i l i t y t of i n e t u n e p r o p e r t i e s w e h a v ed o n es o m er e s e a r c ha b o u ta t o c o m p o s i t em a t e r i a lb a s e do ns u b s t r a t e ss u c ha s 弘f e 2 0 3 ，s i 0 2a n dn i f e 2 0 4 o nt h ep r o p e r t i e so fc o n d u c t i v i t y , o p t i c sa n dm a g n e t i s m t h er e s u l t sa r e s h o w na sb e l o w ： f i r s t l y , f e c l 3 ，a s r e a c t i o nm a t e r i a l sw e r eu s e dt o p r e p a r e m o n o d i s p e r s e dh e m a t i t en a n o p a r t i c l e s t h e nt h e yw e r ec o a t e dw i t ha t o n a n o p a r t i c l e su s i n gp r e c i p i t a t i n gm e t h o dw i t hc o ( n h 2 ) 2a sap r e c i p i t a n t t h eo p t i m a lp r e p a r i n gc o n d i t i o ni no u re x p e r i m e n ti s ：n ( s b ) n ( s n ) = lo ， s n 0 2 o t - f e 2 0 3 = 7 0 w ，c a l c i n e d a t7 0 0 cf o r1h t h er e s i s t a n c eo f c o m p o s i t ep o w d e ri s8 6 7 q c mu n d e rt h i sc o n d i t i o n s e c o n d l y , a f t e rt h ep r e p a r a t i o no f2 5 0 n ms i l i c am i c r o s p h e r e sw i t h s t o b b e rm e t h o d ，w ep r e p a r e dc o r e s h e l ls t r u c t u r e ds i 0 2 a t o l i g h t 华东师范人学2 0 0 8 届硕士学位论文 c o l o r e dm o n o d i s p e r s e dc o n d u c t i v ep a r t i c l e su s i n gt h es a m em e t h o da b o v e ， a n dw ea l s os t u d i e dt h eo p t i cp r o p e r t i e so ft h ec o m p o s i t ep a r t i c l e s t h e e x p e r i m e n t r e s u l t ss h o wt h a tt h e c o m p o s i t e m a t e r i a lh a s g o o d t r a n s m i t t a n c ei nv i s i b l er e g i o na n do w e sp h o t o l u m i n e s c e n c ep r o p e r t i e s i t a l s oh a sg o o dc o n d u c t i v i t yo f17 5q c m a ne m i s s i o np e a ka t39 6 n mi s o b s e r v e d t h i r d l y , n i f e 2 0 4n a n o p a r t i c l e sw e r ei n i t i a l l yp r e p a r e di nas o l g e l r o u t e a sp r e p a r e dn a n o p a r t i c l e sw e r et h e nc o a t e db ya t oc o n d u c t i v e l a y e rv i as o l g e l m e t h o d t h em a g n e t i ca n de l e c t r i c p r o p e r t i e s o f c o m p o s i t em a t e r i a lw e r es t u d i e d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h es a t u r a t i o n m a g n e t i z a t i o n o fm u l t i - f u n c t i o n a lm a t e r i a li s12 5 e m u ga n dt h e r e s i s t a n c ei sd e c r e a s e d2o r d e r sc o m p a r e dt op u r en i c k e lf e r r i t et o 1 7 4 f 2 c m k e yw o r d s ：c o r e s h e l ls t r u c t u r e ，c o n d u c t i v i t y , n a n o m e t e r , c o m p o s i t e m a t e r i a l ，h e m a t i t e ，s i l i c a ，n i c k e lf e r r i t e ，o p t i cp r o p e r t i e s ，m a g n e t i c p r o p e m e s 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：龇 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名： 撕劣 导师签 华东师范火学2 0 0 8 届硕士学位论文 1 1 前言 第一章文献综述 众所周知，材料是现代社会的三大支柱之一，在当前全球范围内的新技术革命 中，对传统材料加以改造和综合利用的同时，新材料的研制已摆在首要位置。纳米 粉末则是构成新材料的一种重要原料，如各种晶态金属、非晶态材料、新陶瓷材料、 催化剂以及红外吸收材料等，它们都是由纳米粉末构成的。纳米粉末在科技发展中 占重要的地位。a t o 是一种n 型半导体，由于具有一些特定的光学和电学性能，主 要用作气敏陶瓷材料、红外吸收材料、光电材料和导电材料，a t o 纳米材料则集中 了a t o 材料和纳米粉体材料的优点，是一种新型的多功能材料。 1 2 导电粉体简介 导电粉体是具有传导电流和排除积累电荷的一种功能性材料。导电粉体种类较 多，通常把导电粉分成传统导电粉体和新型导电粉体两类。 1 2 1 传统导电粉 传统导电粉是指2 0 世纪9 0 年代以前以碳系和金属系为主体的导电粉。这些导电 粉存在一定的缺陷，因而在应用时受到限制。碳系导电粉如导电碳黑和石墨，着色 力强，稳定性好，但较难分散；以其为导电填料所制得的产品颜色很暗，不为人们 所喜欢。金属导电粉虽然导电性强，色浅，但价格昂贵( 如银导电粉) ，易于氧化( 如 铜、铝、镍等金属粉末) 【l 】，而且耐腐蚀性差并干扰无线电波。因此，传统导电粉 在应用时有它的局限性。 1 2 2 新型导电粉 新型导电粉多为陶瓷系化合物或者金属氧化物经过导电性处理后制得。从导电 华东师范大学2 0 0 8 届硕十学位论文 粉的外观颜色来看，新型导电粉主要有透明2 1 、白色【3 】和彩色 4 1 一种；从其颗粒外观 形貌上看有球状( 金属氧化物系) 【4 】、针状( 硼酸铝系【5 1 和钛酸钾系【6 】d = o 3 - 0 6l am ， 1 = 1 0 - 2 0um ) 以及片状( 矿物质系) 【7 】等。 新型导电粉又可以分为掺杂型和复合型导电粉。掺杂型导电粉主要利用一些氧 化物经掺杂后具有半导体特性而制得，如掺锑氧化锡( a t o ) 2 1 、掺锡氧化铟( f r o ) 【引、掺氟氧化锡( f r o ) 嗍以及掺铝氧化锌( a z o ) 1 0 】和掺镓氧化锌( g z o ) 【l l 】等。 复合型导电粉主要以金属氧化物以及一些矿物质作为基底或者芯材，在其表面包覆 一层或者几层化学性质稳定、耐腐蚀性强、导电率高的导电物质( 如银、锡、铜或 者氧化物等) ，用这种方法制备导电粉是目前的研究趋势。其中，浅色复合型导电粉 对基体或者芯料的白度有一定的要求，这样可以使得颜色较浅。基体和芯材多选择 诸如氧化钛、氧化锌等金属氧化物以及石英、云母、重晶石【1 2 】等矿物质。 与传统导电粉末相比，新型导电粉末的单分散性好，颜色可调，并且化学性质 稳定，耐腐蚀性强。其中，二氧化钛导电粉白度较高，耐候性好，主要作为抗静电 添加剂；a t o 导电粉具有浅色透明性，主要用作气敏材料、电极材料等；云母导电 粉比重小，分散性好并带有光泽，具有特殊的装饰效果。 1 3a t o 结构及导电机理方面的研究 许多研究者虽然都对a t o 的结构和导电机理进行了深入的研究，但是a t o 的导 电机理目前仍然没有统一的结论。 b g r 芝e t a 等人【1 3 】利用x 一射线光电子能谱( x p s ) 和穆斯堡尔谱( m s s s b a u e r s p e c t r o s c o p y ) 研究了掺杂量为o 一1 4 s b ( t 0 0 1 ) 的纳米a t o 粉体。研究结果表明 所有的粉体都具有金红石结构。当掺杂量不超过1 2 ( m 0 1 ) 时，晶胞参数随着掺 杂量的增加而增大，超过1 2 时，晶胞参数减小。掺杂量影响衍射线的宽化程度， 且衍射线宽度各向异性。在二氧化锡晶格中，s b 3 + s b 5 + 均能够替代二氧化锡晶格中 s n 4 + 的位置，在二氧化锡晶格中s b 3 + 占优势，如果掺杂量在1 2 ( t 0 0 1 ) 以上时， 将出现s b 2 0 3 相。 d s z c z u k o 等人【1 4 】研究了a t o 粉体中锑的表面浓度、本体浓度与制备工艺和 2 华东师范人学2 0 0 8 届硕士学位论文 煅烧条件的关系。x p s 分析揭示了a t o 粉体煅烧过程中，发生锑在晶粒表面富集的 现象。由于没有形成完整的单层偏析层，所以x r d 没有观察到单独的表面相。他 们进一步研究了a t o 单晶和a t o 纳米粉体中锑的表面偏析现象。a t o 粉体和单晶 在氧化气氛中煅烧后，以锑的表面偏析作为煅烧温度的函数，用x p s 研究了锑偏析 过程的动力学和热力学。确认a t o 粉体和a t o 单晶二者的扩散和偏析行为出现明 显差异的原因是由于在煅烧过程中，a t o 同时存在晶粒的长大和掺杂元素的偏析， 而单晶则只存在掺杂元素的偏析。对于a t o 单晶，在8 5 0 下煅烧2 4 h ，锑的偏析 即可以达到热力学平衡：而对于纳米粉体。由于同时存在长大和偏析，因而锑的偏 析需要更大的活化能，在相同的煅烧条件下，达不到热力学平衡。在此基础上他们 提出了一个a t o 纳米粉体煅烧模型，粉体颗粒的最外层是锑的偏析层，在锑的偏析 层里面的次表面层是锑耗尽层。同时提出需要新的合成工艺来避免粉体中锑的不均 匀掺杂。 薄占满【1 5 】则采用p i r u mv e r s i o n 精密晶胞参数测定法，配合实验手段研究了a t o 材料的导电机理。研究表明，在半密封的条件下，6 5 0 以下s b 2 0 3 能固溶到s n 0 2 中，使其半导化：6 5 0 一1 1 0 0 之间，a t o 材料半导化的原因主要是由于s b s + 掺杂 取代s l l 4 + 形成缺陷周溶体；在11 0 0 c 以上，+ 5 价锑开始向+ 3 价转变；1 2 0 0 c 以上 s b 主要以+ 3 价存在。a t 0 材料半导化除了少量s b s + 作用外，s n 0 2 在高温下产生双 电离的氧空位也是一个重要因素。 刘杏芹等【1 6 】以均匀共沉淀法制得s b 。s n l 。0 2 体系半导体气敏材料，研究了固溶 体组成与电导的变化规律。研究结果表明，x s b s n ，控制 着材料的电导。 1 4 纳米a t o 粉体合成工艺的研究 有关a t 0 纳米粒子的制备方法研究很多，一般可以归纳为如下几种。 华东师范大学2 0 0 8 届硕十学位论文 1 4 1 固相法 传统的固相法是将金属盐按一定的比例充分混合，发生复分解反应生成前驱物， 多次洗涤后进行煅烧，然后再研磨得到纳米粒子。此法设备和工艺简单，反应条件 容易控制，产率高，成本低，环境污染少，但产品力度大、掺杂分布不均匀，易团 聚、易引入杂质。张东等【。7 】直接将市售的分析纯s n 0 2 和s b 2 0 3 混匀，6 0 0 c 恒温1 h ， 1 0 0 0 c 保温3 h 得到灰色a t o 粉末。测得其电阻在2 0 0 0 q 以下。他们还用草酸盐法 将s n c l 4 5 h 2 0 与一水合草酸铵混合后滴加浓氨水，得到白色沉淀，经过干燥研细后 掺入s b 2 0 3 粉末，经高温灼烧后得到灰色导电a t o 粉末，测得其电阻 1 0 1 2 q 降低到 1 0 1 吣级，洗涤5 0 次，抗静电效果基本不变。 1 5 5a t o 在气敏材料方面的应用 s n 0 2 在空气中稳定而且对各种气体响应灵敏，是目前应用最广泛、研究最深入 的气敏材料。通过对s n 0 2 掺杂不同的材料，可以制作对不同气体敏感的传感器，其 灵敏度很高。 n b u k u n 等人【3 0 l 研究了a t o 纳米粉体对于s 0 2 气体的吸附特性，研究表明0 1 5 的锑作为改性剂掺杂n - 氧化锡粉体里面后，在2 5 1 0 0 的范围内，能够明显 提高吸附s 0 2 气体后a t o 的电导率，因而这种成份的a t o 纳米粉末在制备s 0 2 气 敏传感器方面潜力巨大。 1 5 。6a t o 在减反射膜方面的应用 随着高分辨率计算机显示终端( c d t ) 的发展，显示器的表面处理已经由表面抗 闪烁处理转到表面减反射处理。y i s h i h a m 等【3 1 】研究了由纳米a t o 粉体和硅组成双 层减反射膜的性能。测试结果表明，减反射效果非常明显。在整个可见光的范围内， 其反射率均小于2 ，最低值达到1 以下。 1 5 7a t o 材料在隐形吸波材料方面的应用 目前，对这方面的研究。公开发表的资料非常少，只有宋华兴等人【3 2 】研究a t o 涂料在红外方面的隐身性能。 l o 华东师范大学2 0 0 8 届硕士学位论文 1 6 核壳结构及其制备方法概述 1 6 1 核壳结构简述 核壳复合粒子是由至少两种不同物质组成的复合粒子，通常是其中一种物质形 成核，另一种物质形成外壳( 包覆) 层。包覆材料可以是无机材料，也可以是有机材料； 包裹材料可以是一层的，也可以是多层的。核壳复合粒子的结构和组成能够在纳米尺 度上进行设计和剪裁，因而具有许多不同于单组分粒子的独特的光、电、磁、催化等 物理与化学性质。核壳复合粒子既能丰富和发展材料科学的学术内涵。又具有重要的 应用价值。 根据核壳微粒之间是否发生化学反应，可将其分为物理包覆和化学包覆两种。根 据核壳组成的不同又可分成：无机无机核壳体系和无机有机核壳体系。 1 6 2 核壳结构材料制备方法 制备核壳复合粒子的方法有很多。目前文献中报道的方法主要有：表面直接沉积 法、层层组装法、溶胶一凝胶法、杂凝聚法以及金属一有机化学气相沉积法。 1 6 2 1 表面直接沉积法 表面直接沉积法是指作为核体的物质表面直接进行沉积，形成壳层，得到核一 壳结构材料的方法。一般先将核体加入到壳层物质的前驱盐溶液中，通过促进反应， 使其在核表面沉积，得到所需结构材料。m o c a n a 等人【3 3 】将制备好的s i 0 2 微球加入 到c o 、n i 的盐溶液中，使用c o ( n h 2 ) 2 作为沉淀剂，进行均相沉淀，通过改变盐溶液 的浓度，得到了包覆很好的核一壳结构材料。 1 6 2 2 层层组装法 在核和壳材料晶格不匹配的情况下，不能直接进行包裹，可以通过层层组装 ( 1 a y e r - b y - l a y e r ，l b l ) 技术，即用不同电荷的材料交替包裹上去。一般的是先沉淀 一层负电荷材料，然后再包裹带正电荷的材料。该方法的最大优点是层与层之间的作 # m p2 0 0 8m $ 1 十中位论女 用通过正负电荷的作用来实现，对材料本身没有太大的要求，缺点是多步骤的作用 町能使一些小球没有被包裹进去，m | _ l 静电之间的作用力比较弱。凌方法的过程不意 如图16 所，下 v 睾紫 “：“”m p ? 。擎 图卜6 层层组装过程示意图 f i g 1 6s c h e m a t i c so fl a y e rb yl a y e rp r o c e d u r e p s c h u e t z 等人【3 q 通过l b l 方法将不同的荧光纳米粒子组装起来，得到结合了各 种荧光性质的复合荧光效应，使其作为生物应用材料的范围得到了扩展。 l623 溶胶一凝胶法 溶胶凝胶法b u 是将所需的包覆颗粒分散于所制备的溶胶中，再在一定的反应 条件下完成凝胶化即可在颗粒表面形成所需的包覆层。jl 一”- 4 2 1 等人先制备出s i 0 2 微球然后将其加入所制备的含稀土元素的溶胶中，然后继续反应一段时间，待其 凝胶化。经过离心、干燥、热处理等一系列过程，最终得到在s i 0 2 微球表面包覆荧 光体的核一壳结构材料。重复上述过程，可以改变包覆层的厚度。包覆前后的结果如 图卜7 ( a ) 、( b ) 所示。 牛$ 9 m m 大学2 0 0 8 * 碗十f 位论女 ( a )( b ) 图卜7 粒子的t e 螈片( a ) 包覆后；( b ) 包覆前 f i g 卜7 删g r a p ho fp a r t i c l e s ( 8 ) c o a t e d ；( b ) u n c o a t e d i624 杂凝聚法 表面反应法是根据表面带有相反电荷的颗粒相互吸引、凝聚原理提出的。如果 一种微粒的粒径比另外一种带异种电荷的粒径小得多，那么在这两种微粒的凝聚过 程中，小粒子将会在大粒子的外围形成一层包覆层。构成核壳结构的关键因素是溶 液浓度以及被覆粒子的尺寸的大小，可以得到理想尺寸的核一壳结构粒子。ap i c h 等采用此方法分两步制备出聚苯乙烯微球和纳米级磁铁矿粒子，利用杂凝聚作 用，磁铁矿粒子沉积在预先生成的聚苯乙烯核心粒子上面；通过控制f e c l 3 和f e c l 2 的浓度，以及原始生成的聚苯乙烯粒子的粒径可以改变包覆量，磁化曲线表明制备 的核壳结构粒子可以达到相当可观的磁性。 1 6 25 金属一有机化学气相沉积法( m o c v d ) 金属一有机化学气相沉积法是在预先制各好的核体上的某个晶向上，在特定的气 氛条件f 用壳层材料的有机盐作为前驱体牛长晶体。kwc h a n g 等用乙酰乙酸 钛作为t i 0 2 的t l 源。在n 2 ，0 2 氛围下，4 0 0 c 条件下t i 0 2 沿着g a 2 0 3 的 1 1 1 方向牛长， 形成t g a 2 0 3 r i 0 2 核壳结构材料。其t e m 及h r t e m 照片如图卜8 ： 牛东m 学2 0 0 8 “m + 位论文 ( b ) 图1 - 8g 8 2 0 j t i 啦核壳结构纳米线的t e m 照片咀及h r t e m 照片 f i g 卜8g r a p ho fg a 2 0 t i 0 2c o r e s h e l ls t r u c t u r e dn a n o w i r e ( a ) t e m ( b ) h r t 叫 1 7a t o 的核壳结构复合材料的研究进展 综上所述，a t o 有着优良的光电性能并且有着很好的耐候性、热塑性、耐磨 性以及安全性等，但也存在着颜色较深和成本较高等不足。因此，在一定基材上包 覆a t o ，制备复合导电粉，能够改善粉体颜色，降低成本。常用的基材有云母、t i 0 2 及重晶石等。 j p c o l e m a n s l 4 5 瓤) 首先提出了以浅色基材为核，再其表面包覆a t o 导电层，达 到降色目的并对其电致发光效应进行了研究。他们将a 1 2 0 3 加入去离予水中，9 0 时，在搅拌的情况下同时加入s b 、s n 混合酸液利n a o h 溶液调节p h 值到2 ， 井继续反应3 h 。结果表明，复合材料较纯a t o 颜色变浅，并且在包覆量为7 5 时 1 2 0 0 0 p s i 情况下电阻率达到1 i q c i n 。所得复合材料的t e m 如同卜9 ( a ) 所；。他 们另外还以硼酸铝( 图卜9 ( b ) ) 、b a s 0 4 咀及s i 0 2 等为基体制备了浅也导电粉，结果 显小，这些复合材料都有着较好的电致发光敛应，对比度很高，并u 转换述度很快( 裘 毕采4 f 范人中2 0 0 8 “碗十学位论文 1 1 ) 。他们认为：以浅色无机纳米粉体作为载体，表面包裹纳米a t o 粉体的电致变色 性能得到极大的提高，是由f 牛成的纳米晶具有大量的富集了锑的晶界，使得这些 纳米材料具有极大比表面积因而迁移离r 极容易通过a t o 纳米品进行传输。 ( a )( b ) 图卜9 t e l i 照片( a ) t i 0 2 a t o( b ) 硼酸铝a t 0 f i g 1 _ 9t e mg r a p ho f ( a ) t i 0 2 a t o ( b ) 硼酸铝i a t o 袁卜1 不同基体的复合材料的电致发光结果 t a b l e l le l e c t r o c h r o m i s mr e s u l to fc o m p o s i t em a t e r i a lo nd i f f e r e n t s u b s t r a t e s u 口l c d k io n t o d c c i r o c h m m b 时 臻a t 0 1 m 4 3 h l t 0 0 1 s b5 l i t h i u m 7 c h ”l o r “i d e 9 a s e 9 5c l e c tr o l y l c。十1 5 0 m i l l 华东师范大学2 0 0 8 届硕十学位论文 彭光怀【5 2 】、于继伟【5 3 】等以t i 0 2 杨华明等5 4 1 以b a s 0 4 为基体，分别通过共沉淀法 在其表面包覆a t o ，系统地研究了影响导电性能的各种因素。颜东亮 5 5 - 5 6 1 则以硅酸 锆和导电纤维为基材，进行包覆实验，研究了导电性和色度的变化情况。谭俊茹等 【7 l 以尿素为均相沉淀剂，制备出复合云母钛导电珠光颜料，利用双电层概念探讨了 a t o 与云母钛的导电机理。 1 8 课题的提出和主要研究内容 综上所述，a t o 有着很好的导电性和光学性能，在许多领域有重要的应用价值。 因此，一直是一个研究的热点。关于a t o 复合材料的研究工作已经有所展开，但是， 主要还是着力于降低色调，研究导电性能的影响因素。整体看来，局限于a t o 的导 电性能，对于研究a t o 光学性能以及将a t o 的导电性能与其他材料的性能结合起来 研究的工作做得很少。 本论文的主要工作是利用简单易行的方法，制备出性能较好的核一壳结构复合导 电材料，并找出最佳的制备工艺条件，研究复合材料的性能。具体包括以下几个工 作： 1 制备单分散的q f e 2 0 3 粒子，以其为基材，制备q f e 2 0 3 a t o 复合导电颜料， 研究制备条件对复合效果及导电性能的影响。 2 以单分散的s i 0 2 粒子为基材，制备s i 0 2 a t o 浅色导电复合材料，研究制备 条件对复合效果及导电性能的影响，并对其光学性质作初步研究。 3 利用溶胶一凝胶法制备n i f e 2 0 4 a t o 磁电复合材料，并对其电、磁性能进行初 步探讨。 1 6 华东师范大学2 0 0 8 届硕十学位论文 参考文献 【2 】 3 】 【4 】 【5 】 6 】 7 8 】 【9 】 1 0 】 【1i 】 【1 2 】 【1 3 【1 4 】 1 5 1 6 h p w u ，x j w u ，m yg e e t a 1 ，c o m p o s i t e s s c i e n c ea n d t e c h n o l o g y , 2 0 0 7 ，6 7 ：118 2 118 6 x j z h a n g ，h b l u oa n dex g a n , j o u r n a lo ft h ea m e r i c a nc e r a m i c s o c i e t y , 2 0 0 6 ，8 9 ( 3 ) ：7 9 2 - 7 9 8 e u r o p e a np a t e n te p0 6 3 0 9 5 0 yc z h u , j s j i a n g , s u r f a c er e v i e wa n dl e t t e r s ( 1 0 ，2 0 0 8i np r e s s ) j p c o l e m a n , a t l y n c h , p m a d h u k a re ta 1 s o l a re n e r g ym a t e r i a l s & s o l a r c e l l s ，1 9 9 9 ，5 6 ：3 7 5 - 3 9 4 b l w a n g ，q c h e r t , j h ue ta 1 ，c h e m i c a lp h y s i c sl e t t e r s ，2 0 0 5 ，4 0 6 ：9 5 1 0 0 沈腊珍，谭俊茹，付贤松等硅酸盐通报，2 0 0 4 ( 4 ) ：3 6 - 3 9 k y 飚m s b p a r k , m a t e r i a l sc h e m i s t r ya n dp h y s i c s ，2 0 0 4 ，8 6 ：210 - 2 21 d b u r g a r d ，c g o e b b e r ta n dr n a s s ，j o u r n a lo fs o l - g e ls c i e n c ea n d t e 圮h o n o l o g y , 19 9 8 ，13 ：7 8 9 7 9 2 kc h s i a o ，s c l i a o ，yj c h e r t , m a t e r i a l ss c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ：a ， 2 0 0 7 ，2 5 ：7 1 7 6 r p w a n g ， a w ： s l e i g h t a n dd c l e a r y , c h e m i s t r y o f m a t e r i a l s ，19 9 6 ，8 ( 2 ) ：4 3 3 - 4 3 9 yh h u ，h h z h a n ga n d h m y a n g ， j o u r n a lo f a l l o y s a n d c o m p o u n d s ，2 0 0 8 ，4 5 3 ：2 9 2 2 9 7 b c a m e r a , e t k a l 6 e c ，c g o e b b e r te ta 1 j o u r n a lo fp h y s i c sa n dc h e m i s t r yo f s o l i d , 2 0 0 2 ，6 3 ：7 6 5 7 7 2 d s z c z u k o ，j w e m e r , s o s w a l d ，e ta 1 a p p l i e ds u r f a c es c i e n c e ，2 0 01 ，17 9 ： 3 0 3 3 0 6 薄占满无机材料学报，1 9 9 0 ，5 ( 4 ) ：3 2 4 - 3 2 刘杏芹，朱海宁，沈渝生无机化学学报，1 9 9 61 2 ( 2 ) ：1 3 0 - 1 3 5 1 7 华东师范人学2 0 0 8 届硕士学位论文 1 7 【1 8 】 【1 9 】 2 0 】 2 1 2 2 2 3 2 4 】 2 5 【2 6 】 【2 7 】 2 8 】 2 9 【3 0 】 【3 l 】 3 2 3 3 】 3 4 】 3 5 】 3 6 】 张东，蔡庆瑞，李岚功能材料，1 9 9 2 ，2 3 ( 5 ) ：2 9 0 2 9 3 m i b b e r n a r d i ，s c a v a ，c 0 p a i v a s a n t o s ，e r l e i t e ，c a p a s k o c i m a s ， e ，l o n g o j o u r n a lo ft h ee u r o p e a nc e r a m i cs o c i e t y ，2 0 0 2 ，2 2 ：2 911 - 2 919 j r z h a n g ，l g a o e ta 1 m a t e r i a lr e s e a r c hb u l l e t i n ，2 0 0 4 ，3 9 ：2 2 4 9 - 2 2 5 5 z c o r e l ，b o r e l ，m h o d o s c e ke ta 1 ，j o u r n a lo fm a t e r i a l s s c i e n c e ，19 9 2 ，2 7 ：313 318 张建荣，顾达，杨云霞，等应用化学，2 0 0 21 9 ( 6 ) ：5 5 2 - 5 5 5 李历历，段学臣，等稀有金属材料与工程，2 0 0 63 5 ( 3 ) ：4 4 1 - 4 4 6 谭俊茹，沈腊珍，付贤松，侯文祥，陈秀增，黄彩彩，等硅酸盐学报，2 0 0 4 ， 1 ：4 5 4 9 h y m i a o ，c s d i n g ，h j l u oe ta 1 m i c r o e l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g ， 6 6 ：1 4 2 1 4 6 h j j e o n a ，m k j e o n a ，m k a n ge ta 1 m a t e r i a l sl e t t e r s ，2 0 0 5 ，5 9 ：18 0 1 - 1810 r k o i v u l a ，r h a r j u l a , j l e h t oe ta 1 m i c r o p o r o n sa n dm e s o p o r o u sm a t e r i a l s ， 2 0 0 2 ，5 5 ：2 3 1 - 2 3 8 j c v o l t a , p b u s s i e r e ，g c o u d u r i e r a p p l i e dc a t a l y s i s ，19 8 5 ，16 ( 3 ) ：315 3 2 8 u z 咀f e l d e ，m h a a s e ，a n dh w e l l e re ta 1 j o u r n a lo fp h y s i c sa n dc h e m i s t r y b ，2 0 0 0 ，1 0 4 ：9 3 8 8 - 9 3 9 5 吴越，迟艳波，聂佳相等功能高分子学报，2 0 0 2 ，1 5 ( i ) ：4 3 4 7 n b u k u n , a v i n o k u r o v ，m v i n o k u r o v a ，l d e r l y u k o v a ，y u d o b r o v o l s k y ， a i , c v c h e n k oc ta 1 s e n s o r sa n da c t u a t o r sb2 0 0 5 ，1 0 6 ：1 5 3 一1 5 7 y i s h i h a r a , t h i r a i ，c s a k u r a ie ca 1 1 1 1 i ns o l i df i l m s ，2 0 0 2 ，4 11 ：5 0 5 5 宋华新，於定华，马新胜等红外技术，2 0 0 3 ，2 5 ( 6 ) ：4 9 5 3 m o c a n a ，a r g o n z a l e z e l i p e c o l l o i d sa n ds u r f a c e s ：a ，1 9 9 9 ，1 5 7 ：3 1 5 3 2 4 p s c h u e t za n df c a r u s o ，c h e m i s t r yo fm a t e r i a l s ，2 0 0 2 ，14 ( 11 ) ：4 5 0 9 - 4 516 j l i n ，m y u ，c l i ne ta 1 ，j o u r n a lo fp h y s i c a lc h e m i s t r yc ，2 0 0 7 ，l11 ：5 8 3 5 5 8 4 5 h w a n g ，m y u ，c l i ne ta 1 ，j o u r n a lo fp h y s i c sc h e m i s t r y 1 8 华东师范人学2 0 0 8 届硕十学位论文 c ，2 0 0 7 ，111 ：11 2 2 3 - 11 2 3 0 3 7 】m y u ，h w a n g ，c k l i ne ta 1 ，n a n o t e c h n o l o g y ，2 0 0 6 ，1 7 ：3 2 4 5 3 2 5 2 38 】c k l i n ，h w a n g ，d y k o n ge ta 1 ，e u r o p e a nj o u r n a lo fi n o r g a n i c c h e m i s t r y ，2 0 0 6 ，3 6 6 7 - 3 6 7 5 【3 9 】g z uz l w a n g , m y ue ta 1 ，j o u r n a lo fs o l i ds t a t e c h e m i s t r y ，2 0 0 6 ，17 9 ：2 6 9 8 - 2 7 0 6 【4 0 】h w a n g , m c i cl i ne ta 1 ，j o u r